Kvanttifysiikkaan omistautuneiden tutkijoiden joukossa yksi kissan kuuluisimmista paradoksista on merkittävin Schrödingerin. Hänen koko nimensä oli Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, joka oli itävaltalainen fyysikko, syntynyt Wienissä 12. elokuuta 1887. Hänelle myönnettiin Paul Dirac, Puolan Nobel-palkinto aaltofysiikan fysiikasta nimeltä Schrödingerin yhtälö. Hänen Nobel-palkintonsa myönnettiin vuonna 1933 uransa huipulla kvanttifyysikkona.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää elämäkerrasta ja Schrödingerin kissaparadoksista.
Schrödingerin elämäkerta
Hän on fyysikko, joka oli kvanttifysiikan lähtökohta ja tunnettiin hämmästyttävästä ajatuskokeestaan. Kaikki tämä syntyi kirjeenvaihdon tuloksena Albert Einsteinin kanssa vuonna 1935. Hän sai tohtorin tutkinnon vuonna teoreettinen fysiikka Wienin yliopiston kautta vuonna 1910. Hän osallistui ensimmäiseen maailmansotaan tykistön upseerina vuonna 1914.
Annals of Physics -lehdessä on julkaistu useita artikkeleita ominaisvektorien kvantifiointiin liittyvästä ongelmasta. Kun hän on edelleen kehittänyt yhtälön ominaisvektorien kanssa, siitä tuli Schrödingerin yhtälö. Myöhemmin hän lähti Saksasta ja meni Englantiin natsismin ja antisemitismin takia. Oxfordin yliopistossa hän sai Nobel-palkinnon.
Myöhemmin, vuonna 1936, hän palasi Itävallaan työskentelemään Grazin yliopistoon.
Kvanttifysiikka ja edistykset
Kvanttimekaniikassa et voi tietää tarkalleen parametrin arvoa mittaamatta sitä ensin. Matemaattinen teoria kuvaa tilaa momentilla, nopeudella ja sijainnilla täydellä tarkkuudella. Aaltofunktio on kuitenkin parempi, jolla voidaan laskea todennäköisyys löytää hiukkanen tietystä pisteestä ja tiettynä ajankohtana. Siksi todennäköisyyden luonne kvanttimekaniikassa pystyi ennustamaan, että hiukkaset ovat myös aaltoja ja pisteitä eikä vain materiaaleja.
Schrödingerin sanoista löytyy tämä kappale, joka sanoo seuraavaa:
«Olen syntynyt ympäristössä, en tiedä mistä tulen tai minne menen tai kuka olen. Tämä on minun tilanne sinun, jokaiselle teille. Se, että jokainen mies on aina ollut tässä tilanteessa ja opettaa minulle aina mitään. Kaikki mitä voimme tarkkailla itseämme polttavista kysymyksistä alkuperästä ja kohtalosta, tämä on ympäristö. Siksi he ovat innokkaita löytämään kaiken, mitä voimme. Tämä on tiede, tieto, tieto, joka on todellinen lähde ihmisen hengellisille pyrkimyksille.
Yritämme löytää mitä voimme siinä avaruus- ja ajallisessa kontekstissa, johon olemme syntyneet, löydämme itsemme. Ja tässä työssä löydämme iloa, mielestämme erittäin mielenkiintoista ».
Schrödingerin kissa
Kaikkien Schrödingerin edistämien tieteen edistysten jälkeen on yksi, josta on tullut tunnetumpi ja joka jatkuu edelleen. Kyse on Schrödingerin kissasta. Se on ylivoimaisesti suosituin paradoksi kvanttifysiikassa. Sillä on erilaisia muunnelmia. Katsotaanpa, mitä ne ovat: Erwin Schrödinger ehdotti sitä vuonna 1935 ajatuskokeessa, joka osoittaa meille, kuinka kvanttimaailma voi olla hämmentävä.
Paradoksi alkaa kuvittelemalla kissa täysin läpinäkymättömän laatikon sisällä. Sen sisälle asennettiin mekanismi, joka yhdistää elektronidetektorin vasaraan. Vasaran alapuolelle asetetaan lasinen injektiopullo, jossa on annos myrkyllistä myrkkyä kissalle. Jos ilmaisin nostaa elektronin, se voi aktivoida mekanismin, joka saa vasaran putoamaan ja rikkomaan myrkytyspullon.
Sitten elektroni ammutaan, ja loogisesti voi tapahtua useita asioita. Ensinnäkin ilmaisin voi nostaa elektronin ja aktivoida vasaran putoamismekanismin ja vapauttaa myrkyn. Jos ilmaisin poimii elektronin, riittää mekanismin aktivointi. Tässä tapauksessa, kissa hengittää myrkkyä ja kuolee. Kun avaamme laatikon tänään, löydämme kuolleen kissan.
Toinen mahdollinen mahdollisuus on, että elektroni taivuttaa toista polkua eikä ilmaisin tartu siihen. Tällä tavalla mekanismi tai sitä ei ole aktivoitu eikä pullo hajoa. Näin kissa on edelleen elossa. Tässä tapauksessa, kun avaat laatikon, tämä eläin näyttää terveeltä ja terveeltä.
Toistaiseksi kaikki on loogista. Loppujen lopuksi se on kokeilu Sinulla on 50% mahdollisuus, että eläin pääsee eloon tai kuolleeksi. Kvanttifysiikka uhmaa kuitenkin tervettä järkeä.
Selitys paradoksille
Elektroni on sekä aalto että hiukkanen. Ymmärtääksemme kuinka hyvin meidän on tiedettävä, että elektroni ampuu ulos kuin luodin mutta myös samalla kuin aallon. Se on samanlainen kuin aallot, jotka muodostuvat, kun heitämme kiven lammikkoon. Nimittäin, se voi kulkea eri polkuja samanaikaisesti. Niitä ei ole sisällytetty, vaan ne ovat päällekkäisiä aivan kuten aaltoilut olisivat päällekkäisiä vesialtaassa. Joten se kulkee ilmaisimen polun, mutta samalla myös päinvastaisen polun.
Jos elektroni havaitaan, kissa kuolee. Samanaikaisesti häntä ei tule havaita ja hän on edelleen elossa. Atomimittakaavassa näemme, että molemmat todennäköisyydet täyttyvät samanaikaisesti, emmekä tiedä, päätyykö eläin eläväksi vai kuolleeksi heti. Molemmat tilat ovat yhtä todellisissa ja todennäköisissä. Kun avaamme laatikon, näemme kuitenkin vain kuolleita tai eläviä.
Jos molemmat todennäköisyydet ovat totta ja totta, miksi näemme vain yhden? Selitys on, että kokeessa sovelletaan kvanttifysiikan lakeja. Kissa ei kuitenkaan ole kvanttijärjestelmä. Ja kvanttifysiikka toimi subatomisessa mittakaavassa ja vain tietyissä olosuhteissa. Nimittäin, koskee vain tiettyjä eristettyjä hiukkasia. Mikä tahansa vuorovaikutus ympäristön kanssa tekee kvanttifysiikan laeista soveltumattomia.
Monet hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, joten kvanttia ei voida soveltaa todelliseen ja suureen maailmaan, kuten tapahtuu tämän eläimen esimerkillä. Et myöskään voi soveltaa näitä lakeja kuumalla säällä. Kissa on kuuma aine, ja avaamalla laatikon tarkkailemaan tulosta olemme vuorovaikutuksessa ja saastuttavat testiä. Pelkkä havainnointi saastuttaa kokeen ja määrittelee todellisuuden muuhun verrattuna.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää Schrödingeristä ja hänen hyödyntämistään.